CN217279034U - 高灵敏度高速光接收器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高灵敏度高速光接收器件，包括PCB板、PD芯片阵列、TIA芯片阵列以及解复用组件，所述PD芯片、TIA芯片与所述PCB板电连接，所述TIA芯片与所述PD芯片电连接，解复用组件包括解复用单元、设置在解复用单元的出光侧的透光支撑结构以及设置在透光支撑结构的汇聚透镜阵列，PD芯片阵列设置在汇聚透镜阵列远离透光支撑结构的一侧，光信号依次经解复用单元、透光支撑结构、汇聚透镜阵列，最后到达PD芯片阵列。解复用组件集成透光支撑结构，利用透光支撑结构实现将汇聚透镜阵列固定在解复用单元的出光侧，汇聚透镜阵列可以有效提升光路耦合效率，从而提高了光接收器件的灵敏度。

Description

高灵敏度高速光接收器件

技术领域

本实用新型涉及光通讯技术领域，尤其涉及一种高灵敏度高速光接收器件。

背景技术

千兆城市的建设，不仅需要大量的光纤光缆、光器件等基础材料，而且随着业务与技术的不断发展，光传输网络正在从100G向400G及以上速率的更高速WDM系统发展。其中400G LR4作为10km传输应用的主力产品，由于传输距离相比400G DR4(最远500m)和400FR4(最远2km)进一步提升，对于接收端的光路、灵敏度、EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)以及工艺物料成本等方面，提出了更大的考验。

目前，市面上的400G LR4产品存在光路耦合效率偏低，可靠性较弱，物料和工艺成本物料成本高昂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高灵敏度高速光接收器件。

为实现上述目的，本实用新型提供一种高灵敏度高速光接收器件，包括PCB板、PD芯片阵列、TIA芯片阵列以及解复用组件，所述PD芯片、TIA芯片与所述PCB板电连接，所述TIA芯片与所述PD芯片电连接，所述解复用组件包括解复用单元、设置在所述解复用单元的出光侧的透光支撑结构以及设置在所述透光支撑结构的汇聚透镜阵列，所述PD芯片阵列设置在所述汇聚透镜阵列远离所述透光支撑结构的一侧，光信号依次经所述解复用单元、透光支撑结构、汇聚透镜阵列，最后到达所述PD芯片阵列。

在一实施例中，所述透光支撑结构包括设置在所述解复用单元的出光侧的第一透光部和设置在所述第一透光部远离所述解复用单元的一侧的第二透光部，所述第二透光部贴近所述PCB板设置，所述第一透光部靠近所述PD芯片的一侧超出所述第二透光部，所述第一透光部超出所述第二透光部的部分作为安装部，所述汇聚透镜阵列设置在所述安装部。

在一实施例中，所述汇聚透镜阵列与所述安装部通过耦合胶水粘接固定。

在一实施例中，所述汇聚透镜阵列为一体式透镜结构。

在一实施例中，所述解复用单元的一端面为42.5°倾角的斜面，光信号经所述解复用单元时通过所述42.5°倾角的斜面反射至所述透光支撑结构。

在一实施例中，所述解复用单元包括AWG芯片。

在一实施例中，所述光接收器件还包括适配器，所述适配器设置在所述解复用组件的入光侧，光信号依次经所述适配器、解复用单元、透光支撑结构、汇聚透镜阵列，最后到达所述PD芯片阵列。

在一实施例中，所述PD芯片、TIA芯片贴设在所述PCB板上，所述PD芯片、TIA芯片通过金线与所述PCB板电连接。

在一实施例中，所述光接收器件还包括金属屏蔽罩，所述金属屏蔽罩罩设在所述PCB板、PD芯片阵列、TIA芯片阵列及解复用组件，并与所述PCB板的地端电连接。

在一实施例中，所述金属屏蔽罩设有多个导电凸柱，所述PCB板上设有多个与所述导电凸柱适配的定位孔，所述导电凸柱分别插设在对应的定位孔并与所述PCB板的地端电连接。

与现有技术相比，本实用新型的解复用组件集成解复用单元、设置在解复用单元的出光侧的透光支撑结构以及设置在透光支撑结构的汇聚透镜阵列，利用透光支撑结构实现将汇聚透镜阵列固定在解复用单元的出光侧，汇聚透镜阵列可以有效提升光路耦合效率，从而提高了光接收器件的灵敏度，能够满足400GLR4长距离传输的灵敏度要求。

附图说明

图1是本实用新型一实施例光接收器件部分结构的立体图。

图2是图1所示光接收器件结构的另一角度。

图3是图2所示光接收器件结构沿A-A剖开的剖视图。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明；附图中类似的元件标号代表类似的元件。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“倾斜”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

下面先参阅图2所示，本实用新型所提供的高灵敏度高速光接收器件包括PCB板(图未示)、PD(Photo-Diode，光电二极管)芯片阵列1、TIA(Trans-impedance Amplifier，跨阻放大器)芯片阵列2、解复用组件3、适配器4以及金属屏蔽罩5。其中，解复用组件3包括解复用单元31、设置在解复用单元31的出光侧的透光支撑结构32以及设置在透光支撑结构32的出光侧的汇聚透镜阵列33，PD芯片阵列1设置在汇聚透镜阵列33远离透光支撑结构32的一侧，光信号依次经适配器4、解复用单元31、透光支撑结构32、汇聚透镜阵列33，最后到达PD芯片阵列1。各个PD芯片、TIA芯片与PCB板电连接，以通过PCB板给PD芯片、TIA芯片提供工作电源以及使PCB板可以接收TIA芯片输出的电信号，TIA芯片与PD芯片电连接，PD芯片将接收到的光信号转换为电信号后输出至TIA芯片，TIA芯片再将电信号进行放大后输出至PCB板。金属屏蔽罩5罩设在PCB板、PD芯片阵列1、TIA芯片阵列2及解复用组件3，并与PCB板的地端电连接。

以下，结合附图图1至图3对本实用新型的光接收器件进行详细说明。

请参阅图2和图3，透光支撑结构32包括设置在解复用单元31的出光侧的第一透光部321和设置在第一透光部321远离解复用单元31的一侧的第二透光部322，第二透光部322贴近PCB板设置，第一透光部321靠近PD芯片的一侧超出第二透光部322，第一透光部321超出第二透光部322的部分作为安装部323，汇聚透镜阵列33设置在安装部323。以图3所示角度为例，解复用单元31、第一透光部321、第二透光部322、PCB板自下向上依次设置，通过使第一透光部321靠近PD芯片的一侧超出第二透光部322，形成可以容置汇聚透镜阵列33的安装部323，无需额外设置支架来支撑汇聚透镜阵列33，可以简化光接收器件的结构。

其中，透光支撑结构32为透明玻璃。透光支撑结构32可以是一体成型的结构体，通过去除透光支撑结构32用于贴近PCB板设置的一侧的部分结构，形成安装部323，将具有安装部323的部分划分为第一透光部321，而其它部分作为第二透光部322，如图3所示。透光支撑结构32也可以是由分体结构层叠而成，此时，第一透光部321、第二透光部322分别为独立的层结构。

在一些实施例中，汇聚透镜阵列33与安装部323通过耦合胶水粘接固定，成本低廉，且工艺简单。

在附图所示实施例中，汇聚透镜阵列33为一体式透镜结构，成本低。当然，在其它实施例中，也可以是采用多颗独立的汇聚透镜排列构成汇聚透镜阵列33。且，汇聚透镜阵列33采用低成本的硅透镜，以进一步降低整个光接收器件的成本。

在一些实施例中，解复用单元31的一端面311为42.5°倾角的斜面，光信号经解复用单元31时通过42.5°倾角的斜面311反射至透光支撑结构32，而后到达汇聚透镜阵列33。可以理解，在一些实施例中，解复用单元31的斜面311也可以例如是43.5°倾角的斜面等，故不应以此为限。

在一些实施例中，解复用单元31包括AWG芯片。解复用单元31具体包括哪些组成部分以能够实现将输入的多种不同波长的光信号按照波长分开为现有技术，在此不再赘述。

可以理解，解复用单元31优选为低插损的解复用单元，如插损小于1dB的解复用单元。

在一些实施例中，PD芯片、TIA芯片通过贴片工艺利用银胶贴设在PCB板上，且PD芯片、TIA芯片通过金线与PCB板电连接，与通过软板焊锡电连接PD芯片与PCB板，TIA芯片与PCB板的方式相比，通过金线将PD芯片、TIA芯片与PCB板电连接，有效的降低了寄生参数，提升链路高频信号的传输。

在一些实施例中，PD芯片阵列1包括四颗PD芯片，TIA芯片阵列2包括四颗TIA芯片，解复用单元31将四种波长的光信号进行分波后，经汇聚透镜阵列33传送至对应的其中一PD芯片。

此外，在附图所示实施例中，光接收器件还包括电容6，电容6贴设在PCB板上并与PCB板电连接，以滤除杂波。

接下来再请参阅图1至图3，金属屏蔽罩5设有多个导电凸柱51，PCB板上设有多个与导电凸柱51适配的定位孔(图未示)，导电凸柱51分别插设在对应的定位孔并通过银胶固定，导电凸柱51与PCB板的地端电连接。

综上，本实用新型的解复用组件3集成解复用单元31、设置在解复用单元31的出光侧的透光支撑结构32以及设置在透光支撑结构32的汇聚透镜阵列33，利用透光支撑结构32实现将汇聚透镜阵列33固定在解复用单元31的出光侧，汇聚透镜阵列33可以有效提升光路耦合效率(达到90％以上)，从而提高了光接收器件的灵敏度，能够满足400G LR4长距离传输的灵敏度要求；与此同时，降低了整体物料和工艺成本。此外，本实用新型设有金属屏蔽罩5，金属屏蔽罩5罩设在PCB板、PD芯片阵列1、TIA芯片阵列2及解复用组件3，并与PCB板的地端电连接，可以有效消除EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)影响。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，均属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种高灵敏度高速光接收器件，其特征在于，包括PCB板、PD芯片阵列、TIA芯片阵列以及解复用组件，所述PD芯片、TIA芯片与所述PCB板电连接，所述TIA芯片与所述PD芯片电连接，所述解复用组件包括解复用单元、设置在所述解复用单元的出光侧的透光支撑结构以及设置在所述透光支撑结构的汇聚透镜阵列，所述PD芯片阵列设置在所述汇聚透镜阵列远离所述透光支撑结构的一侧，光信号依次经所述解复用单元、透光支撑结构、汇聚透镜阵列，最后到达所述PD芯片阵列。

2.如权利要求1所述的光接收器件，其特征在于，所述透光支撑结构包括设置在所述解复用单元的出光侧的第一透光部和设置在所述第一透光部远离所述解复用单元的一侧的第二透光部，所述第二透光部贴近所述PCB板设置，所述第一透光部靠近所述PD芯片的一侧超出所述第二透光部，所述第一透光部超出所述第二透光部的部分作为安装部，所述汇聚透镜阵列设置在所述安装部。

3.如权利要求2所述的光接收器件，其特征在于，所述汇聚透镜阵列与所述安装部通过耦合胶水粘接固定。

4.如权利要求1所述的光接收器件，其特征在于，所述汇聚透镜阵列为一体式透镜结构。

5.如权利要求1所述的光接收器件，其特征在于，所述解复用单元的一端面为42.5°倾角的斜面，光信号经所述解复用单元时通过所述42.5°倾角的斜面反射至所述透光支撑结构。

6.如权利要求1所述的光接收器件，其特征在于，所述解复用单元包括AWG芯片。

7.如权利要求1所述的光接收器件，其特征在于，还包括适配器，所述适配器设置在所述解复用组件的入光侧，光信号依次经所述适配器、解复用单元、透光支撑结构、汇聚透镜阵列，最后到达所述PD芯片阵列。

8.如权利要求1所述的光接收器件，其特征在于，所述PD芯片、TIA芯片贴设在所述PCB板上，所述PD芯片、TIA芯片通过金线与所述PCB板电连接。

9.如权利要求1至8任一项所述的光接收器件，其特征在于，还包括金属屏蔽罩，所述金属屏蔽罩罩设在所述PCB板、PD芯片阵列、TIA芯片阵列及解复用组件，并与所述PCB板的地端电连接。

10.如权利要求9所述的光接收器件，其特征在于，所述金属屏蔽罩设有多个导电凸柱，所述PCB板上设有多个与所述导电凸柱适配的定位孔，所述导电凸柱分别插设在对应的定位孔并与所述PCB板的地端电连接。

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